基于能力解析的體系貢獻(xiàn)率評估方法

摘 要：針對當(dāng)前裝備體系貢獻(xiàn)率評估缺乏快速有效手段的問題，圍繞裝備體系論證與評估需求，根據(jù)“任務(wù)-能力-裝備”思路提出一種基于裝備體系作戰(zhàn)能力解析計算的體系貢獻(xiàn)率評估方法。該方法通過有效建模裝備性能-體系功能-作戰(zhàn)能力之間的映射聚合關(guān)系，基于裝備性能指標(biāo)參數(shù)和裝備體系編配構(gòu)成能快速有效地計算出裝備的體系作戰(zhàn)能力，并評估得出新研裝備對裝備體系作戰(zhàn)能力提升的貢獻(xiàn)率。同時，根據(jù)典型作戰(zhàn)場景通過仿真評估法對能力解析法評估結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證以檢驗(yàn)該方法可行性，為裝備論證評估提供參考，輔助支撐裝備體系規(guī)劃。

關(guān)鍵詞：體系貢獻(xiàn)率；裝備性能；作戰(zhàn)能力；仿真驗(yàn)證

中圖分類號：E92 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.3969/j.issn.1673-3819.2024.06.024

Research on contribution rate evaluation method based on capability analysis

ZHANG Xuanzi， PAN Taocheng， LIU Tiankun， SUN Lei

（Army Aviation Research Institute， Beijing 101100， China）

Abstract：Aiming at the problem of insufficient fast and effective methods for the equipment contribution rate evaluation，this paper revolves around the requirements of the equipment system demonstration and evaluation， proposes an contribution rate evaluation method based on the combat capability analytical calculation of equipment system according to “mission-ability-equipment” train of thought．Through effective modeling of the mapping and aggregation relationship for equipment performance-system function-combat capability， this method calculates the combat capability of equipment system quickly and effectively based on the equipment performance parameters and system composition， and evaluates the contribution rate of the newly developed equipment to the improvement of the equipment system combat capability. Meanwhile， the simulation evaluation method was used to verify the results for the feasibility of this method according to the typical fight scenario. This research can provide reference for equipment demonstration and evaluation， and provide auxiliary support for equipment system planning.

Key words：contribution rate evaluation; equipment performance; combat capability; simulation verification

收稿日期：2023-07-26修回日期：2024-01-12

作者簡介：

張璇子（1984—），女，碩士，工程師，研究方向?yàn)楹娇昭b備仿真評估。

潘韜丞（1994—），男，碩士，工程師。

體系貢獻(xiàn)率是裝備在作戰(zhàn)體系構(gòu)成中，對提升體系作戰(zhàn)能力或作戰(zhàn)效能產(chǎn)生的貢獻(xiàn)程度[1]。作戰(zhàn)體系是由任務(wù)過程中功能作用相關(guān)的武器裝備組成的系統(tǒng)，體系作戰(zhàn)能力是指作戰(zhàn)體系具備完成任務(wù)的本領(lǐng)，體系作戰(zhàn)效能是指作戰(zhàn)體系實(shí)現(xiàn)完成任務(wù)的程度。二者相比較而言，裝備體系作戰(zhàn)能力穩(wěn)定能反映裝備體系自身固有屬性和能力，裝備體系作戰(zhàn)效能動態(tài)描述了裝備體系實(shí)際完成任務(wù)的情況。裝備體系作戰(zhàn)能力概念上相較于體系作戰(zhàn)效能更加靜態(tài)，裝備對體系作戰(zhàn)能力貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在提升作戰(zhàn)能力的程度上，對體系作戰(zhàn)效能貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在增強(qiáng)作戰(zhàn)效能的發(fā)揮上。

解析法用函數(shù)表達(dá)式來描述各個指標(biāo)間的映射關(guān)聯(lián)關(guān)系。基于解析法進(jìn)行體系貢獻(xiàn)率評估的思路是：構(gòu)建能力指標(biāo)評估體系—基于解析法建模—計算能力指標(biāo)值—根據(jù)權(quán)重系數(shù)加權(quán)匯總—評估得到體系貢獻(xiàn)率[2]。羅鵬程等采用加權(quán)和與加權(quán)積等聚合算法對能力指標(biāo)進(jìn)行“與”和“或”關(guān)系計算得到體系作戰(zhàn)能力[3]，從能力、連接性、冗余性3個角度對貢獻(xiàn)率進(jìn)行描述，研究表明，３種貢獻(xiàn)率的量級存在差異，因此，在進(jìn)行多類型貢獻(xiàn)率評估時，需要考慮其評價準(zhǔn)則靈敏性函數(shù)靈敏度的影響[4]。

通過仿真法構(gòu)建體系作戰(zhàn)場景，實(shí)現(xiàn)仿真推演驗(yàn)證，根據(jù)仿真數(shù)據(jù)對作戰(zhàn)效能動態(tài)評估和評價裝備體系貢獻(xiàn)率。李興兵等通過分布式仿真實(shí)驗(yàn)根據(jù)作戰(zhàn)想定開展仿真推演，并采集仿真數(shù)據(jù)，對仿真數(shù)據(jù)通過效用函數(shù)計算得到體系的綜合能力和效能。作戰(zhàn)仿真通過建立相對逼真的仿真對抗環(huán)境來計算武器裝備貢獻(xiàn)率，但貢獻(xiàn)率目前限于定量值計算，難以對定性信息進(jìn)行描述[5]。

針對裝備體系規(guī)劃論證工作中仿真系統(tǒng)構(gòu)建較慢、仿真模型置信度不高等問題，本文緊密圍繞裝備論證與評估需求，以“任務(wù)-能力-裝備”的評估整體思路提出基于能力解析計算的體系貢獻(xiàn)率評估方法，實(shí)現(xiàn)新裝備對整體作戰(zhàn)裝備體系的貢獻(xiàn)率快速有效的計算，初步支撐裝備論證需求。

裝備體系作戰(zhàn)能力是指在典型運(yùn)用場景、正常作戰(zhàn)運(yùn)用情況下，裝備體系支撐完成作戰(zhàn)任務(wù)的整體能力。本文通過選擇緊密相關(guān)裝備體系作戰(zhàn)能力的參數(shù)，對裝備體系作戰(zhàn)能力指標(biāo)值利用解析法轉(zhuǎn)換計算。該方法能夠根據(jù)裝備體系的具體構(gòu)成、編配和裝備性能指標(biāo)參數(shù)，快速有效地計算出裝備體系作戰(zhàn)能力，根據(jù)新研裝備加入裝備體系前后體系作戰(zhàn)能力值的差異，計算新研裝備對裝備體系的貢獻(xiàn)率大小。

1 基于能力解析的體系貢獻(xiàn)率評估設(shè)計

裝備體系是裝備總體結(jié)構(gòu)面向作戰(zhàn)能力的反映，根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)，分析執(zhí)行該項任務(wù)對裝備體系作戰(zhàn)能力的需求，構(gòu)建滿足該需求的作戰(zhàn)裝備體系，包括具體裝備構(gòu)成、編配等。同時實(shí)現(xiàn)“能力域”向“裝備域”的轉(zhuǎn)換，通過裝備功能和性能將能力指標(biāo)與裝備體系建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。

作戰(zhàn)能力是面向使命任務(wù)目標(biāo)時裝備體系所需具備能力需求的體現(xiàn)，體系功能是面向作戰(zhàn)能力構(gòu)建時裝備體系所需具備功能組成的體現(xiàn)，裝備性能是面向體系功能實(shí)現(xiàn)時裝備體系所需達(dá)到性能要求的體現(xiàn)?；谧陨隙轮饘臃纸獾乃悸?，從分析使命任務(wù)開始，按照“能力層-功能層-性能層”對該作戰(zhàn)裝備體系能力進(jìn)行逐層分解，構(gòu)建完成其任務(wù)所需的作戰(zhàn)能力、體系功能和裝備性能指標(biāo)，以建立多層級體系能力評估指標(biāo)體系。

基于體系能力評估指標(biāo)體系進(jìn)行計算，以往利用解析法可基于單裝性能值指標(biāo)通過相關(guān)函數(shù)公式對單裝作戰(zhàn)能力進(jìn)行計算，但考慮裝備體系作戰(zhàn)的復(fù)雜性和涌現(xiàn)性，計算裝備體系作戰(zhàn)能力需借助裝備體系的功能和性能指標(biāo)完成。因此，基于自下而上層層聚合的思路，對裝備體系作戰(zhàn)能力指標(biāo)值進(jìn)行計算，通過體系功能層，實(shí)現(xiàn)裝備個體性能到裝備體系功能之間的聚合，通過構(gòu)建裝備體系功能到裝備體系作戰(zhàn)能力之間的關(guān)聯(lián)映射，解決裝備個體性能-裝備體系功能-裝備體系作戰(zhàn)能力之間的層級聚合問題。

綜合考慮作戰(zhàn)裝備體系的具體構(gòu)成、編配，從單個裝備的性能指標(biāo)參數(shù)出發(fā)，研究性能指標(biāo)層-功能指標(biāo)層-體系能力層的逐層聚合關(guān)系，最終映射到裝備體系作戰(zhàn)能力上。根據(jù)新研裝備加入作戰(zhàn)裝備體系前后體系作戰(zhàn)能力的變化情況，以增量、比值、滿意度等方法評估新研裝備對作戰(zhàn)裝備體系的貢獻(xiàn)率。體系貢獻(xiàn)率評估整體思路如圖1所示。

2 體系貢獻(xiàn)率評估指標(biāo)體系構(gòu)建

通過研究“作戰(zhàn)能力—體系功能—系統(tǒng)性能”各層次間相關(guān)影響性，本文基于作戰(zhàn)任務(wù)，根據(jù)系統(tǒng)性能、體系功能、作戰(zhàn)能力構(gòu)建評估指標(biāo)體系，該指標(biāo)體系考慮武器裝備物理特性，通過對武器裝備作戰(zhàn)能力計算，對比分析武器裝備對裝備體系的貢獻(xiàn)率[6]。

構(gòu)建評估指標(biāo)體系時，能力指標(biāo)體系與裝備體系之間通過裝備的性能指標(biāo)聯(lián)系在一起，建立能力指標(biāo)與性能指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)需要構(gòu)建體系的功能層。體系的功能層指標(biāo)可看作能力在某一領(lǐng)域的體現(xiàn)，反映了多種不同型號的裝備協(xié)同作戰(zhàn)時各裝備個體對能力支持程度的綜合體現(xiàn)，具體構(gòu)建步驟如圖2所示：

①根據(jù)作戰(zhàn)使命任務(wù)，構(gòu)建所需的能力指標(biāo)體系，將其分解到底層能力指標(biāo)；

②根據(jù)底層能力指標(biāo)，考慮支撐該底層能力指標(biāo)實(shí)現(xiàn)的裝備體系構(gòu)成和所表現(xiàn)出的體系功能特征，提出體系功能層指標(biāo)；

③根據(jù)體系功能層指標(biāo)和該底層能力指標(biāo)下的裝備體系構(gòu)成，提出各裝備個體支撐該項功能所需的性能指標(biāo)。

3 基于性能-功能-能力聚合的體系貢獻(xiàn)率計算評估

根據(jù)上述評估指標(biāo)體系，本文通過研究裝備體系能力、體系功能與性能指標(biāo)的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對裝備體系作戰(zhàn)能力的層級聚合計算，基于作戰(zhàn)能力計算新裝備對裝備體系的貢獻(xiàn)率，形成基于能力解析的裝備體系貢獻(xiàn)率評估方法，如圖3所示。

3.1 性能-功能-能力聚合模型

3.1.1 性能層-功能層聚合

各型號裝備功能層指標(biāo)=裝備單元性能指標(biāo)行為化聚合計算，以武裝直升機(jī)為例，部分典型功能行為可基于性能數(shù)據(jù)函數(shù)化定義[7]，由于保障方面效能考慮因素和計算方式與其專業(yè)領(lǐng)域緊密貼合，較為復(fù)雜，故本文暫未考慮。

1）空地導(dǎo)彈攻擊

A空地導(dǎo)=K導(dǎo)×DSDK×M導(dǎo)max×GDGK×n導(dǎo)

式中：K導(dǎo)為制導(dǎo)方式，取值原則為：有線指令制導(dǎo)取0.7，無線制導(dǎo)取0.8，波束制導(dǎo)取0.9，全自動尋的取1.0；DS為射程，DK為基準(zhǔn)射程，取2 km；M導(dǎo)max為導(dǎo)彈最大速度，Ma；GD為戰(zhàn)斗部重量，GK為基準(zhǔn)重量，取5 kg；n導(dǎo)為掛載導(dǎo)彈數(shù)量。

2）火箭彈攻擊

A箭=DfDK×M箭max×1As×GDGK×n箭

式中：Df為有效射程，DK為基準(zhǔn)射程，取20 km；M箭max為火箭彈最大速度，Ma；n箭為掛載火箭彈的數(shù)量，枚；As為火箭彈散布精度，通常用圓概率偏差表示；GD為戰(zhàn)斗部重量，GK為基準(zhǔn)重量，取5 kg。

3）雷達(dá)探測

E雷達(dá)=D0DK×βSβK×P0×K探

式中：D0為有效距離，DK為基準(zhǔn)距離，取4 km；βS為總搜索方位角，βK為基準(zhǔn)方位角，取360°；P0為發(fā)現(xiàn)概率；K探為設(shè)備系數(shù)，對于雷達(dá)來說，測距器取0.3，無角跟蹤能力雷達(dá)取0.5，圓錐掃描雷達(dá)取0.6，單脈沖雷達(dá)取0.7，脈沖多普勒雷達(dá)取0.8～1.0。

4）光電探測

E光電=ln（D電視探測距離/DK電視探測距離）（D電視識別距離/DK電視識別距離）+（D紅外探測距離/DK紅外探測距離）（D紅外識別距離/DK紅外識別距離）+（D激光探測距離/DK激光探測距離）（D激光照射距離/DK激光照射距離）

式中：DK電視探測距離為基準(zhǔn)距離，取10 km；DK電視識別距離為基準(zhǔn)距離，取8 km；DK紅外探測距離為基準(zhǔn)距離，取7 km；DK紅外識別距離為基準(zhǔn)距離，取5 km；DK激光探測距離為基準(zhǔn)距離，取10 km；DK激光照射距離為基準(zhǔn)距離，取8 km。

5）飛行機(jī)動

B飛行機(jī)動=VmaxVK+HdHK+Nymax－NyminNK+VymaxVYK

式中：Vmax為最大速度，VK為基準(zhǔn)速度，取300 km/h；Hd為動升限，HK為基準(zhǔn)升限，取5 000 km；Nymax為最大正過載，Nymin為最小負(fù)過載，取g，NK為基準(zhǔn)過載差，取4；Vymax為最大爬升速率，VYK為基準(zhǔn)爬升速率，取10 m/s。

6）隱蔽防護(hù)

X隱蔽=13SKS00.25+lK×wK×hKl×w×h0.25+S

式中：S0為槳盤面積，SK為基準(zhǔn)面積，取150 m2；l、w、h分別為直升機(jī)的幾何長、寬和高，lK、wK、hK分別為基準(zhǔn)長、寬和高，取10 m、2 m、2 m；S為閃光系數(shù)，取值視Ff值而定，即

S=1.0Ff>22 Hz

0.79Ff≤10 Hz

0.79+0.05（Ff－10）310 Hz<Ff≤22 Hz

式中：Ff=np×wx，np為旋翼槳葉片數(shù)，wx為旋翼轉(zhuǎn)速。

7）裝甲防護(hù)

D裝甲=0.1動力裝置裝甲防護(hù)

0.18飛行員座艙防護(hù)

0.32操縱裝置裝甲防護(hù)

0.4燃油系統(tǒng)裝甲防護(hù)

若有多層防護(hù)，可將上述系數(shù)進(jìn)行累加。

8）威脅告警

W告警=1+0.1全向雷達(dá)告警

0.1全向紅外告警

0.1全向激光告警

若有多層告警，可將上述系數(shù)進(jìn)行累加。

9）威脅干擾

W干擾=1+0.1電磁干擾0.1紅外干擾0.1誘餌彈

若有多層干擾，可將上述系數(shù)進(jìn)行累加。

3.1.2 功能層-能力層聚合

1）功能層體系化聚合

體系功能層指標(biāo)=各型號裝備功能層指標(biāo)聚合計算，根據(jù)各裝備在裝備體系功能中所起的作用，運(yùn)用不同的運(yùn)算規(guī)則，處理不同類型裝備的對應(yīng)功能指標(biāo)值，這些規(guī)則包括取大值、取小值、取和值、取綜合值等規(guī)則，能力運(yùn)算規(guī)則如下：

①取大運(yùn)算Cmax（A，B）=max（A，B）

若多個武器裝備進(jìn)行信息獲取，各個獲取的信息間互相包含時，該武器裝備體系信息獲取能力值可通過取大運(yùn)算進(jìn)行計算；

②取小運(yùn)算Cmin（A，B）=min（A，B）

若多個武器裝備通過機(jī)動共同執(zhí)行作戰(zhàn)行動時，該武器裝備體系機(jī)動能力值可通過取小運(yùn)算進(jìn)行計算；

③取和運(yùn)算Cplus（A，B）=A+B

若多個武器裝備進(jìn)行信息獲取，各個獲取的信息間不相交時，該武器裝備體系信息獲取能力值可通過取和運(yùn)算進(jìn)行計算；

④綜合運(yùn)算Csyn（A，B）≥A+B

若多個武器裝備協(xié)同完成火力打擊時，考慮協(xié)同打擊過程中能力涌現(xiàn)性，該武器裝備體系火力打擊能力值將大于兩個武器裝備的火力打擊能力值之和[8]。

2）功能層向能力層聚合

體系能力層指標(biāo)=體系功能層指標(biāo)聚合計算，可通過函數(shù)的方式將不同方面的功能指標(biāo)聚合成某項能力指標(biāo)，如

TL =f（R1，R2，…，Rl）=

k（w1Rθ11+w2Rθ22+…+wlRθll）

式中：i∈1，l，wi≥0為各輸入分量的權(quán)值，且∑li=1wi=1；θi為各輸入分量調(diào)整因子；R1，…，Rl為武器裝備功能層能力；k為總體調(diào)節(jié)參數(shù)。

TO =fR1，R2，…，Rl=kRθ11×Rθ22×…×Rθll

式中：θi為各輸入分量調(diào)整因子；R1，…，Rl為武器裝備功能層能力；k為總體調(diào)節(jié)參數(shù)。

以武裝直升機(jī)為例，根據(jù)裝備在特定場景任務(wù)下作戰(zhàn)運(yùn)用形式的不同，可定義相應(yīng)的作戰(zhàn)能力函數(shù)：

①對地攻擊能力：

A對地攻擊=A導(dǎo)+A箭

當(dāng)平臺搭載武器包含空地導(dǎo)彈和火箭彈時，其對地攻擊能力為武器功能之和。

②偵察探測能力：

E偵察探測=E雷達(dá)+E光電+E目視

當(dāng)平臺搭載載荷包含雷達(dá)探測設(shè)備、光電探測設(shè)備時，其偵察探測能力為各設(shè)備功能和目視能力之和，由于現(xiàn)代武裝直升機(jī)的座艙設(shè)計都非常有利用駕駛員的觀察，對其目視能力定義E目視=1。

③防護(hù)能力：

D防護(hù)=D裝甲×X隱蔽

直升機(jī)平臺其裝備防護(hù)能力主要依賴裝甲防護(hù)和隱蔽防護(hù)，且作用缺一不可，因此，其能力為兩項功能之積。

④威脅預(yù)警能力：

W威脅預(yù)警=W告警×W干擾

直升機(jī)平臺其威脅預(yù)警能力一般依賴威脅告警和威脅干擾，且作用缺一不可，因此，其能力為兩項功能之積。

3.2 體系貢獻(xiàn)率評估模型

3.2.1 能力指標(biāo)聚合

武器裝備系統(tǒng)的戰(zhàn)役（戰(zhàn)斗）目標(biāo)（功能、任務(wù)）具有層次性，因而作戰(zhàn)能力指標(biāo)也呈現(xiàn)層次特性，對于層次結(jié)構(gòu)而言，指標(biāo)聚合的方法通常采用自下而上逐層聚合的方式進(jìn)行，通過加權(quán)和、加權(quán)積和計算函數(shù)法實(shí)現(xiàn)各層級能力指標(biāo)層級聚合。

1）加權(quán)和聚合

加權(quán)和是指下層指標(biāo)根據(jù)各自的權(quán)重通過互補(bǔ)、合作、累加的方式聚合到上層指標(biāo)中。具體描述如下：

記g為聚合函數(shù)，i為上層指標(biāo)值，i1，i2，i3，…，im為下層指標(biāo)值，wi1，wi2，wi3，…，wim為下層指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重，則加權(quán)和聚合原理可表示為

i=g（i1，i2，i3，…，im;wi1，wi2，wi3，…，wim）

如果下層指標(biāo)間是簡單的線性關(guān)系，則

i=∑mj=1wijij

其中，權(quán)重wij滿足∑mj=1wij=1。

2）加權(quán)積聚合

加權(quán)積是指下層指標(biāo)根據(jù)各自的權(quán)重通過共同、協(xié)作、累乘的方式聚合到上層指標(biāo)中，適用于下層指標(biāo)重要性不同、權(quán)重各異、但對于上層指標(biāo)都是不可或缺的場合中，具體描述如下：

記t為聚合函數(shù)，i為上層指標(biāo)值，i1，i2，i3，…，im為下層指標(biāo)值，wi1，wi2，wi3，…，wim為下層指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重，則加權(quán)積聚合原理可表示為

i=t（i1，i2，i3，…，im;wi1，wi2，wi3，…，wim）

如果下層指標(biāo)間是簡單的線性關(guān)系，則

i=∏mj=1wijij

其中，權(quán)重wij滿足∑mj=1wij=1。

3）計算函數(shù)法

通過特定函數(shù)的方式將不同方面的能力指標(biāo)聚合成對應(yīng)上層能力指標(biāo)，具體描述如下：

記f為聚合函數(shù)，i為上層指標(biāo)值，i1，i2，i3，…，im為下層指標(biāo)值，w1，w2，w3，…，wn為函數(shù)中對應(yīng)的參數(shù)，則計算函數(shù)可表示為

i=f（i1，i2，i3，…，im;w1，w2，w3，…，wn）

根據(jù)裝備在特定場景任務(wù)下作戰(zhàn)應(yīng)用形式的不同，可定義相應(yīng)的作戰(zhàn)能力函數(shù)[9]。

①空中火力突擊能力：

C空中火力突擊=ln（E偵察監(jiān)視+1）×η+ln（B機(jī)動能力+1）+ln（A火力打擊+1）×C戰(zhàn)場生存

式中：E偵察監(jiān)視為偵察監(jiān)視能力；η為通信能力系數(shù)，無線通信取1.0，有實(shí)時圖像傳輸取1.2，如有加密功能可再加0.05; B機(jī)動能力為機(jī)動能力；A火力打擊為火力攻擊能力；C戰(zhàn)場生存為戰(zhàn)場生存能力。

②偵察監(jiān)視能力：

E偵察監(jiān)視=lnE目標(biāo)偵察+1+E目標(biāo)監(jiān)視

式中：E偵察探測為偵察功能能力；E目標(biāo)偵察為目標(biāo)偵察能力；E目標(biāo)監(jiān)視為目標(biāo)監(jiān)視能力。

③火力打擊能力：

A火力打擊=lnA對地攻擊+1

式中：A對地攻擊為對地攻擊能力。

④戰(zhàn)場生存能力：

C戰(zhàn)場生存=D抗墜防護(hù)+W威脅預(yù)警

式中：D抗墜防護(hù)為抗墜防護(hù)能力；W威脅預(yù)警為威脅預(yù)警能力。

3.2.2 體系貢獻(xiàn)率計算

體系貢獻(xiàn)率計算方法可基于增量、比值、滿意度和效費(fèi)比的度量方法進(jìn)行計算[10]。本文主要通過基于增量的方法完成體系貢獻(xiàn)率計算，基于增量的體系貢獻(xiàn)率計算是增替新裝備后，對原作戰(zhàn)裝備體系的作戰(zhàn)能力變化量的比較計算，可分為以下情況：

1）原體系中沒有此裝備，增加新裝備對體系的貢獻(xiàn)大小。

2）用新裝備替換功能類似老裝備，對體系的貢獻(xiàn)大小。

假設(shè)新裝備體系作戰(zhàn)能力為E1，原裝備體系作戰(zhàn)能力為E2，且f1，f2，…，fn對應(yīng)于各能力指標(biāo)，則體系貢獻(xiàn)率可通過下述公式計算：

C=E1f1，f2，…，fn－E2（f1，f2，…，fn）E2（f1，f2，…，fn）×100%

4 仿真評估驗(yàn)證

為了驗(yàn)證基于能力解析方法的可行性，本文同時采用解析法和仿真法針對典型作戰(zhàn)任務(wù)場景開展裝備體系貢獻(xiàn)率計算，并通過二者計算結(jié)果的對比實(shí)現(xiàn)相互驗(yàn)證。

4.1 驗(yàn)證方案設(shè)計

1）作戰(zhàn)任務(wù)場景

根據(jù)前方情報，敵方仍存在部分殘存的防空及地面兵力，我方由直升機(jī)編隊快速飛往任務(wù)區(qū)域，對尚未被摧毀的目標(biāo)、遮蔽物后的目標(biāo)、新發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)等實(shí)施精確打擊，并完成摧毀評估及二次打擊，為我方后續(xù)部隊掃清障礙，開辟通路。

2）裝備體系構(gòu)成

①紅方裝備體系

4架武裝直升機(jī)、4架突擊直升機(jī)、2架無人機(jī)、地面指揮中心。

②藍(lán)方裝備體系

便攜式防空導(dǎo)彈、地堡、坦克、裝甲車。

3）體系對抗過程

突擊直升機(jī)控制無人機(jī)前出偵察探測，搜索航路和目標(biāo)周邊反制目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場監(jiān)控，引導(dǎo)武裝直升機(jī)利用遠(yuǎn)程精確制導(dǎo)彈藥對敵時敏目標(biāo)精準(zhǔn)打擊，形成區(qū)域攝打態(tài)勢；武裝直升機(jī)對機(jī)降航路及周邊敵隱蔽野戰(zhàn)防空目標(biāo)實(shí)施即察即打，清除壓制敵阻航阻降力量，掩護(hù)開辟航路；突擊直升機(jī)向敵陣地中心突破，清剿隱蔽火力點(diǎn)和頑敵，奪取主陣地。

4）評估實(shí)驗(yàn)方案

針對上述任務(wù)場景計算A型武裝直升機(jī)的體系貢獻(xiàn)率，分別構(gòu)建兩個裝備體系，即紅方使用A型武裝直升機(jī)稱為新裝備體系，紅方使用B型武裝直升機(jī)稱為原裝備體系?；谠隽康捏w系貢獻(xiàn)率度量方法計算體系貢獻(xiàn)率，如圖4所示。

4.2 基于能力解析的體系貢獻(xiàn)率評估

針對上述直升機(jī)編隊執(zhí)行空中火力突擊典型作戰(zhàn)場景，通過分析作戰(zhàn)活動，將作戰(zhàn)活動和所需能力相互映射?？罩谢鹆ν粨糇鲬?zhàn)過程中涉及偵察監(jiān)視、火力打擊、戰(zhàn)場機(jī)動、戰(zhàn)場生存等作戰(zhàn)能力，其中偵察監(jiān)視能力分解為目標(biāo)獲取能力，火力打擊可向下層分解為對地攻擊能力，戰(zhàn)場機(jī)動能力分解為空中機(jī)動能力和作戰(zhàn)半徑，戰(zhàn)場生存能力分解為抗墜防護(hù)能力和威脅預(yù)警能力。這里以火力打擊能力和偵察監(jiān)視能力為例，能力層指標(biāo)體系如圖5—圖7所示。

根據(jù)該任務(wù)裝備體系，在偵察監(jiān)視過程中實(shí)現(xiàn)目標(biāo)偵察能力時需通過雷達(dá)探測和光電探測的方式，因此，體系功能層指標(biāo)為雷達(dá)探測和光電探測，而作戰(zhàn)裝備體系中具有該功能的主要為武裝直升機(jī)和固定翼無人機(jī)裝備單元。雷達(dá)探測主要依賴于直升機(jī)裝備的有效距離、搜索方位角、發(fā)現(xiàn)概率、設(shè)備系數(shù)等性能指標(biāo)，光電探測則受直升機(jī)裝備的電視探測距離、電視識別距離、紅外探測距離、紅外識別距離、激光探測距離、激光照射距離等性能指標(biāo)所影響。

裝備體系對地攻擊時主要通過空地導(dǎo)彈和火箭彈方式，因此，體系功能層指標(biāo)為空地導(dǎo)彈攻擊和火箭彈攻擊能力，而裝備體系中具有該功能的主要為武裝直升機(jī)單元?？盏貙?dǎo)彈攻擊和火箭彈攻擊都主要依賴于直升機(jī)裝備的制導(dǎo)方式、彈藥數(shù)量、導(dǎo)彈速度、導(dǎo)彈射程、導(dǎo)彈射高、導(dǎo)彈發(fā)現(xiàn)概率、導(dǎo)彈散布精度、導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部重量、設(shè)備系數(shù)等性能指標(biāo)。

戰(zhàn)場機(jī)動能力和戰(zhàn)場生存能力類似上述方式進(jìn)行構(gòu)建，因此基于空中火力突擊作戰(zhàn)任務(wù)，可構(gòu)建該作戰(zhàn)裝備體系能力評估指標(biāo)體系如圖8所示。

假設(shè)紅方裝備體系中以A型武裝直升機(jī)為新裝備體系、B型武裝直升機(jī)為原裝備體系，按照基于能力解析的評估模型以及各裝備性能指標(biāo)值求解兩個裝備體系的作戰(zhàn)能力值，最后得到A型裝備體系貢獻(xiàn)率，具體如表1所示。

4.3 基于仿真的體系貢獻(xiàn)率評估

根據(jù)上述作戰(zhàn)想定進(jìn)行體系對抗仿真實(shí)驗(yàn)，參考體系貢獻(xiàn)率仿真評估法步驟流程[11]，依據(jù)體系對抗過程，分析所需作戰(zhàn)能力，確定評估各項能力所需的分項指標(biāo)，建立評估指標(biāo)體系如表2所示。

各項指標(biāo)采用仿真系統(tǒng)計算，由仿真系統(tǒng)提供底層仿真過程和結(jié)果數(shù)據(jù)，基于仿真數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算指標(biāo)項結(jié)果。然后，使用德爾菲指標(biāo)賦權(quán)法得到評估指標(biāo)體系權(quán)重，最后，結(jié)合各指標(biāo)項值和指標(biāo)體系權(quán)重值加權(quán)和計算得到體系貢獻(xiàn)率評估結(jié)果，如表3所示[12]。

4.4 體系貢獻(xiàn)率驗(yàn)證比較

基于能力解析和仿真的評估方法所得A型武裝直升機(jī)對裝備體系的貢獻(xiàn)率如表4所示。

通過上述比較可得基于能力解析的評估方法和仿真評估法所得體系貢獻(xiàn)率結(jié)果的偏差率都在10%以內(nèi)，因此，基于能力解析的體系貢獻(xiàn)率評估方法具備相當(dāng)?shù)目尚行?，可快速有效地輔助裝備型號論證和裝備體系規(guī)劃建設(shè)。

5 結(jié)束語

本文基于“任務(wù)-能力-裝備”思路分析典型使命任務(wù)，構(gòu)建裝備體系作戰(zhàn)能力評估指標(biāo)體系，研究裝備體系能力與裝備性能指標(biāo)映射關(guān)系，選擇與裝備體系作戰(zhàn)能力密切相關(guān)參數(shù)，按解析法構(gòu)建基于“作戰(zhàn)能力-體系功能-裝備性能”的裝備體系貢獻(xiàn)率評估模型，根據(jù)裝備體系的具體構(gòu)成、編配和裝備性能指標(biāo)參數(shù)，快速有效地計算出新裝備對作戰(zhàn)裝備體系的貢獻(xiàn)率?；诘湫蛨鼍叭蝿?wù)，分別用能力解析和仿真方法計算某型武裝直升機(jī)對作戰(zhàn)裝備體系的貢獻(xiàn)率，通過二者結(jié)果相互比較以驗(yàn)證基于能力解析的體系貢獻(xiàn)率評估方法的可行性。

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（責(zé)任編輯：李楠）